Android中为什么主线程不会因为Looper.loop的死循
2020-06-20 本文已影响0人
凯玲之恋
1 阻塞主线程
当主线程调用了Looper.loop()方法时候，就开始监听消息。此时会调用queue.next(); // might block方法。这个方法里面，会调用一个native方法 ： nativePollOnce(long ptr, int timeoutMillis)，当线程没有消息处理的时候，此方法会阻塞主线程。
此时的阻塞主线程，并不是我们说的屏幕界面的卡死。
2 epoll机制
epoll机制:，是一种IO多路复用机制，可以同时监控多个描述符，当某个描述符就绪(读或写就绪)，则立刻通知相应程序进行读或写操作,本质同步I/O，即读写是阻塞的。
3 其他线程进行sendMessage
Android Handler机制5--消息发送
代码在MessageQueue.java 533行
boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
//第一步
if (msg.target == null) {
throw new IllegalArgumentException("Message must have a target.");
}
// 第二步
if (msg.isInUse()) {
throw new IllegalStateException(msg + " This message is already in use.");
}
// 第三步
synchronized (this) {
// 第四步
//判断消息队列是否正在关闭
if (mQuitting) {
IllegalStateException e = new IllegalStateException(
msg.target + " sending message to a Handler on a dead thread");
Log.w(TAG, e.getMessage(), e);
msg.recycle();
return false;
}
// 第五步
msg.markInUse();
msg.when = when;
Message p = mMessages;
boolean needWake;
// 第六步
//根据when的比较来判断要添加的Message是否应该放在队列头部，当第一个添加消息的时候，
// 测试队列为空，所以该Message也应该位于头部。
if (p == null || when == 0 || when < p.when) {
// New head, wake up the event queue if blocked.
// 把msg的下一个元素设置为p
msg.next = p;
// 把msg设置为链表的头部元素
mMessages = msg;
// 如果有阻塞，则需要唤醒
needWake = mBlocked;
} else {
// 第七步
// Inserted within the middle of the queue. Usually we don't have to wake
// up the event queue unless there is a barrier at the head of the queue
// and the message is the earliest asynchronous message in the queue.
//除非消息队列的头部是障栅(barrier)，或者消息队列的第一个消息是异步消息，
//否则如果是插入到中间位置，我们通常不唤醒消息队列，
// 第八步
needWake = mBlocked && p.target == null && msg.isAsynchronous();
Message prev;
// 第九步
// 不断遍历消息队列，根据when的比较找到合适的插入Message的位置。
for (;;) {
prev = p;
p = p.next;
// 第十步
if (p == null || when < p.when) {
break;
}
// 第十一 步
if (needWake && p.isAsynchronous()) {
needWake = false;
}
}
// 第十二步
msg.next = p; // invariant: p == prev.next
prev.next = msg;
}
// 第十三步
// We can assume mPtr != 0 because mQuitting is false.
if (needWake) {
nativeWake(mPtr);
}
}
// 第十四步
return true;
}
当needWake为true时执行nativeWake(mPtr);
结合next()和enqueueMessage()方法，得知nativeWake被调用的条件为：
- next()方法在等待新消息，且新插入消息的为链表头时。needWake为true
- 设置了Sync Barrier，且插入的消息是“异步”的。needWake为true
4 nativeWake
android_os_MessageQueue.cpp的nativeWake函数，调用了Looper.cpp的wake（）函数，向mWakeEventFd管道写入了数据，epoll_wait被唤醒。
android_os_MessageQueue.cpp的nativeWake函数，调用了Looper.cpp的wake（）函数，向mWakeEventFd管道写入了数据，epoll_wait被唤醒。
Looper.cpp
void Looper::wake() {
uint64_t inc = 1;
//向mWakeEventFd管道写入数据
ssize_t nWrite = TEMP_FAILURE_RETRY(write(mWakeEventFd, &inc, sizeof(uint64_t)));
...
}
5阻塞位置nativePollOnce
Message next() {
// Return here if the message loop has already quit and been disposed.
// This can happen if the application tries to restart a looper after quit
// which is not supported.
// 如果消息循环已经退出了。则直接在这里return。因为调用disposed()方法后mPtr=0
final long ptr = mPtr;
if (ptr == 0) {
return null;
}
//记录空闲时处理的IdlerHandler的数量
int pendingIdleHandlerCount = -1; // -1 only during first iteration
// native层用到的变量 ，如果消息尚未到达处理时间，则表示为距离该消息处理事件的总时长，
// 表明Native Looper只需要block到消息需要处理的时间就行了。 所以nextPollTimeoutMillis>0表示还有消息待处理
int nextPollTimeoutMillis = 0;
for (;;) {
if (nextPollTimeoutMillis != 0) {
//刷新下Binder命令，一般在阻塞前调用
Binder.flushPendingCommands();
}
// 调用native层进行消息标示，nextPollTimeoutMillis 为0立即返回，为-1则阻塞等待。
nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);
//加上同步锁
synchronized (this) {
// Try to retrieve the next message. Return if found.
// 获取开机到现在的时间
final long now = SystemClock.uptimeMillis();
Message prevMsg = null;
// 获取MessageQueue的链表表头的第一个元素
Message msg = mMessages;
// 判断Message是否是障栅，如果是则执行循环，拦截所有同步消息，直到取到第一个异步消息为止
if (msg != null && msg.target == null) {
// 如果能进入这个if，则表面MessageQueue的第一个元素就是障栅(barrier)
// Stalled by a barrier. Find the next asynchronous message in the queue.
// 循环遍历出第一个异步消息，这段代码可以看出障栅会拦截所有同步消息
do {
prevMsg = msg;
msg = msg.next;
//如果msg==null或者msg是异步消息则退出循环，msg==null则意味着已经循环结束
} while (msg != null && !msg.isAsynchronous());
}
// 判断是否有可执行的Message
if (msg != null) {
// 判断该Mesage是否到了被执行的时间。
if (now < msg.when) {
// Next message is not ready. Set a timeout to wake up when it is ready.
// 当Message还没有到被执行时间的时候，记录下一次要执行的Message的时间点
nextPollTimeoutMillis = (int) Math.min(msg.when - now, Integer.MAX_VALUE);
} else {
// Message的被执行时间已到
// Got a message.
// 从队列中取出该Message，并重新构建原来队列的链接
// 刺客说明说有消息，所以不能阻塞
mBlocked = false;
// 如果还有上一个元素
if (prevMsg != null) {
//上一个元素的next(越过自己)直接指向下一个元素
prevMsg.next = msg.next;
} else {
//如果没有上一个元素，则说明是消息队列中的头元素，直接让第二个元素变成头元素
mMessages = msg.next;
}
// 因为要取出msg，所以msg的next不能指向链表的任何元素，所以next要置为null
msg.next = null;
if (DEBUG) Log.v(TAG, "Returning message: " + msg);
// 标记该Message为正处于使用状态，然后返回Message
msg.markInUse();
return msg;
}
} else {
// No more messages.
// 没有任何可执行的Message，重置时间
nextPollTimeoutMillis = -1;
}
// Process the quit message now that all pending messages have been handled.
// 关闭消息队列，返回null，通知Looper停止循环
if (mQuitting) {
dispose();
return null;
}
// If first time idle, then get the number of idlers to run.
// Idle handles only run if the queue is empty or if the first message
// in the queue (possibly a barrier) is due to be handled in the future.
// 当第一次循环的时候才会在空闲的时候去执行IdleHandler，从代码可以看出所谓的空闲状态
// 指的就是当队列中没有任何可执行的Message，这里的可执行有两要求，
// 即该Message不会被障栅拦截，且Message.when到达了执行时间点
if (pendingIdleHandlerCount < 0
&& (mMessages == null || now < mMessages.when)) {
pendingIdleHandlerCount = mIdleHandlers.size();
}
// 这里是消息队列阻塞( 死循环) 的重点，消息队列在阻塞的标示是消息队列中没有任何消息，
// 并且所有的 IdleHandler 都已经执行过一次了
if (pendingIdleHandlerCount <= 0) {
// No idle handlers to run. Loop and wait some more.
mBlocked = true;
continue;
}
// 初始化要被执行的IdleHandler，最少4个
if (mPendingIdleHandlers == null) {
mPendingIdleHandlers = new IdleHandler[Math.max(pendingIdleHandlerCount, 4)];
}
mPendingIdleHandlers = mIdleHandlers.toArray(mPendingIdleHandlers);
}
// Run the idle handlers.
// We only ever reach this code block during the first iteration.
// 开始循环执行所有的IdleHandler，并且根据返回值判断是否保留IdleHandler
for (int i = 0; i < pendingIdleHandlerCount; i++) {
final IdleHandler idler = mPendingIdleHandlers[i];
mPendingIdleHandlers[i] = null; // release the reference to the handler
boolean keep = false;
try {
keep = idler.queueIdle();
} catch (Throwable t) {
Log.wtf(TAG, "IdleHandler threw exception", t);
}
if (!keep) {
synchronized (this) {
mIdleHandlers.remove(idler);
}
}
}
// Reset the idle handler count to 0 so we do not run them again.
// 重点代码，IdleHandler只会在消息队列阻塞之前执行一次，执行之后改标示设置为0，
// 之后就不会再执行，一直到下一次调用MessageQueue.next() 方法。
pendingIdleHandlerCount = 0;
// While calling an idle handler, a new message could have been delivered
// so go back and look again for a pending message without waiting.
// 当执行了IdleHandler 的 处理之后，会消耗一段时间，这时候消息队列里的可能有消息已经到达
// 可执行时间，所以重置该变量回去重新检查消息队列。
nextPollTimeoutMillis = 0;
}
}
从MessageQueue中获取一个Message的时候，会分为以下几步
- 首先、MessageQueue会先判断队列中是否有障栅的存在，如果有的话，只会返回异步消息，否则就逐个返回。
- 其次、当MessageQueue没有任何消息可以处理的时候，它会进度阻塞状态等待新的消息到来(无线循环)，在阻塞之前它会执行以便 IdleHandler，所谓的阻塞其实就是不断的循环查看是否有新的消息进入队列中。
- 再次、当MessageQueue被关闭的时候，其成员变量mQuitting会被标记为true，然后在Looper视图从队列中取出Message的时候返回null，而Message==null就是告诉Looper消息队列已经关闭，应该停止循环了，这一点可以在Looper.loop()房源中看出。
- 最后、如果大家细心一定会发现，Handler线程里面实际上有两个无线循环体，Looper循环体和MessageQueue循环体，真正阻塞的地方是MessageQueue的next()方法里。
